Amostragem e Quimiometria
A amostragem e a quimiometria abrangem como amostras representativas são obtidas e preparadas e como os dados analíticos são calibrados, validados e interpretados estatisticamente.
Definition
A amostragem e a quimiometria são o ramo da química analítica preocupado com a obtenção de amostras representativas, a sua preparação e a aplicação de métodos estatísticos e matemáticos para calibrar, validar e interpretar medições químicas.
Scope
Esta área abrange as partes do processo analítico que rodeiam a medição em si: a obtenção de uma amostra representativa e a sua preparação para análise, a calibração de instrumentos e a validação de métodos, e o tratamento estatístico e quimiométrico dos dados resultantes. Trata do erro de amostragem, da preparação e extração de amostras, das figuras de mérito de um método, das estratégias de calibração e adição padrão, do erro e da incerteza, e da análise de dados multivariados.
Sub-topics
Core questions
- Como se obtém uma amostra representativa e como a amostragem contribui para o erro total?
- Como os instrumentos são calibrados e os métodos validados para precisão e fiabilidade?
- Como os erros aleatórios e sistemáticos e a incerteza de medição são quantificados?
- Como os métodos multivariados e quimiométricos extraem informações de dados complexos?
Key theories
- Erro, calibração e figuras de mérito
- Os resultados analíticos contêm erros aleatórios e sistemáticos que são caracterizados estatisticamente; a calibração relaciona a resposta do instrumento com a concentração, e as figuras de mérito, como precisão, exatidão, sensibilidade, limite de deteção e intervalo linear, definem o desempenho de um método e sustentam a sua validação.
- Quimiometria multivariada
- Métodos quimiométricos como a análise de componentes principais e a calibração multivariada extraem informações químicas de muitas medições simultâneas, modelando espectros ou outros dados de alta dimensão para classificar amostras e prever concentrações além do que medições únicas permitem.
Mechanisms
Um resultado analítico fiável exige que todo o processo seja controlado, não apenas a leitura do instrumento. Uma amostra representativa é recolhida utilizando um plano de amostragem sólido, depois preparada — dissolvida, extraída ou purificada — para uma forma que o método possa medir. O instrumento é calibrado, frequentemente com padrões externos ou adições padrão, e o método é validado em relação às figuras de mérito. O tratamento estatístico quantifica o erro aleatório e a incerteza e testa o viés, enquanto os modelos quimiométricos interpretam dados multivariados.
Clinical relevance
Estes princípios governam a qualidade dos dados em toda a prática analítica: controlo de qualidade laboratorial-clínico e validação de métodos, monitorização ambiental onde a amostragem pode dominar a incerteza, validação regulatória e farmacêutica, e a interpretação quimiométrica de dados espectroscópicos e cromatográficos em muitos campos.
History
O tratamento estatístico de dados analíticos cresceu com o desenvolvimento mais amplo da estatística e do controlo de qualidade no século XX. A quimiometria emergiu como uma disciplina distinta na década de 1970, com Svante Wold a cunhar o termo e Bruce Kowalski entre os seus fundadores, à medida que a computação barata tornava prática a análise multivariada de dados instrumentais.
Key figures
- Svante Wold
- Bruce Kowalski
- W. Edwards Deming
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Frequently asked questions
- Por que a amostragem é considerada parte da análise?
- Uma medição é tão boa quanto a amostra em que é feita; se a amostra não representa o material como um todo, mesmo uma medição perfeita fornece um resultado enganoso, de modo que o erro de amostragem frequentemente domina a incerteza geral.
- O que é quimiometria?
- Quimiometria é o uso de métodos estatísticos e matemáticos para projetar experimentos e extrair informações químicas de dados, especialmente métodos multivariados que interpretam muitas medições de uma só vez, como espectros completos, para classificar amostras ou prever concentrações.